[发明专利]一种碳素钢封头成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种碳素钢封头成形方法，属于机械制造领域。

背景技术

封头是石油化工、原子能到食品制药诸多行业压力容器设备中不可缺少的重要部件，封头是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承压部件，封头的质量可直接影响到压力容器是否能长期安全可靠运行。封头的种类很多，碳素钢封头也是其中的一种，随着工业的不断进步和发展，碳素钢封头在应用方面也越来越广泛，如可应用于建筑、桥梁、铁道和各种机械制造工业等领域。

目前，国内外制造碳素钢封头的方法主要有模压力加工封头技术，其过程是先将金属板下料成圆形板料，再根据所需要的封头形状和大小分别制造出上下模具，通过油压机和模具将圆形金属板料压制成封头。(见大庆石油学院出版的化工机械制造专业教材《压力容器制造工艺学》一书)。这种技术的缺点是：制造成本大、场地面积占用大、生产周期长，特别是利用这种技术生产出的封头在变形量较大的折边处金属板料会有较大的减薄，封头的深度越大这样情况就越明显。另外还有旋压法制造封头技术，其过程是先将金属板下料成圆形板料，然后在旋压机上通过压鼓、卷边等过程加工出封头。(见大庆石油学院出版的化工机械制造专业教材《压力容器制造工艺学》一书)。这种技术的缺点是：不仅生产成本大，而且由于这种制造封头技术是直接利用金属旋压头对金属板料进行接触式强力旋压，所以生产出的封头表面磨损严重，会形成许多环带状伤痕，特别利用这种技术生产出的封头(如半球封头和椭圆形封头)在变形量大的折边处金属板会有较大的减薄，封头的深度越大这样情况就越明显。所以，急需一种新的具有生产成本低、不受变形量大小而影响金属板质量的碳素钢封头的成形方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳素钢封头成形方法，解决生产过程中成本高、占用面积大、变形量的大小会影响产品的质量的问题。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

一种碳素钢封头成形方法，其具体步骤如下：

(1)搅拌：先向碳素钢液体中加入成形剂，在常温下进行搅拌，搅拌时间为10～15min；

(2)压制成型：将搅拌后的碳素钢液体装入制作封头的成形模具中，在压力机上压制成型，压制压力为1500～1800kgf/cm²；

(3)烧结：压制后的封头首先以5～10℃/min的升温速度从室温升到300～400℃，保温70～150min；再以8～15℃/min的恒定升温速度将温度升到700～850℃，保温30～50min；最后以4～12℃/min的恒温升温速度升到1300～1450℃，保温30～60min后随炉冷却到室温；

(4)淬火：烧结后的封头以10～20℃/min的恒定升温速度从室温升到600～800℃，保温5～10min，然后再以5～10min的恒定升温速度从室温升到1100～1450℃，保温10～20min，最后将封头坯取出后放到油中冷却；

(5)回火：将淬火后的封头再以10～15℃/min的恒定升温速度从室温升到450～680℃，保温10～30min，然后降温到150～350℃，保温5～10min，最后在空气中冷却到室温，得到目标产品。

所述的成形剂为石蜡、聚乙烯、硬脂酸中的两种以上。

所述的成形剂，以质量计，石蜡2～8g、聚乙烯3～10g、硬脂酸2～10g。

本发明的显著优势在于：

(1)成形剂石蜡、聚乙烯、硬脂酸的加入可在短时间内增强成形的效果；

(2)不需要大型设备，生产成本低、占地面积小；

(3)经过烧结、淬火、回火等步骤可生产出变形量较大的碳素钢封头，且不会对折边金属板有减薄的现象出现。

具体实施方式

一种碳素钢封头成形方法，其具体步骤如下：

(1)搅拌：先向碳素钢液体中加入成形剂，在常温下进行搅拌，搅拌时间为10～15min；

(2)压制成型：将搅拌后的碳素钢液体装入制作封头的成形模具中，在压力机上压制成型，压制压力为1500～1800kgf/cm²；

(3)烧结：压制后的封头首先以5～10℃/min的升温速度从室温升到300～400℃，保温70～150min；再以8～15℃/min的恒定升温速度将温度升到700～850℃，保温30～50min；最后以4～12℃/min的恒温升温速度升到1300～1450℃，保温30～60min后随炉冷却到室温；